輪胎的生產(chǎn)和回收利用對環(huán)境的影響ppt課件.ppt

輪胎的生產(chǎn)和回收利用對環(huán)境的影響 1 1 概述 廢舊輪胎主要由橡膠 炭黑以及金屬等組成 具有極高的資源再生利用價值 但不恰當?shù)馁A存 再生 處置等過程會造成環(huán)境和安全問題 影響人們的身體健康 因此 如何合理有效地利用和處置廢舊輪胎 防止環(huán)境污染 成為人們必須面對的問題 1 輪胎的組成 來源及性質 輪胎主要由橡膠 包括天然橡膠 合成橡膠 碳黑 金屬 紡織物以及多種有機 無機助劑 包括增塑劑 防老劑 硫黃和氧化鋅等 組成 其中 橡膠約占輪胎重量的45 一48 硫在輪胎中起到硬化橡膠并防止其高溫變形的作用 約占輪胎總量的1 碳黑用來強化橡膠并且增強摩擦阻力 約占22 加速劑 硬脂酸和氧化鋅在輪胎生產(chǎn)過程中起到控制硬化過程及改善輪胎性能的作用 其中氧化鋅約占總重的1 一2 加速劑等其他添加劑約占8 金屬主要是優(yōu)質鋼絲 主要作用是增強輪胎鋼性和強度 約占15 一25 輪胎中含有 控制危險廢物越境轉移的巴塞爾公約 所控制的物質 如銅化合物 鋅化合物 鎘 鉛及其化合物 硬脂酸以及有機鹵化物 氯丁橡膠 等 這些物質以化合物或合金元素的形式存在于輪胎內 約占輪胎重量的1 5 因此廢舊輪胎被聯(lián)合國納入危險廢物管理 并制訂了 舊輪胎環(huán)境無害管理訂正技術準則 1 輪胎的組成 來源及性質 去除輪胎中的鋼絲和紡織物后 輪胎主要由碳 氫 氮 硫 氧等元素組成 碳質量分數(shù)高達80 以上 廢輪胎具有良好的燃燒特性 發(fā)熱量高 揮發(fā)分高達62 2 可燃組分高達93 73 以上 低位發(fā)熱值 LttV 可達31 6kJ g以上 高于煤 18 6 27 9kJ g 碳 27 0kJ g 木材 10 2kJ g 等的熱值 且具有水分和灰分含量低的優(yōu)點 轎車和卡車輪胎因其組成物質有所差異 其燃燒特性等略有不同 輪胎不會自燃 研究表明輪胎的最低著火溫度為182 點燃時間為將溫度182 保持65 4d之后 因車輛類型的不同 輪胎在重量上也會有所變化 轎車輪胎平均重量6 5 10kg 條 廂式車11kg 條 卡車52 5kg 條 2 廢舊輪胎主要流向及其環(huán)境影響2 1輪胎的主要流向 輪胎在部分磨損 胎體完好且不影響其使用功能時 可以送輪胎翻新廠翻新 延長其使用壽命 這類輪胎稱為舊輪胎 不能再用于原定制造用途的輪胎為廢輪胎 輪胎報廢后 其流向主要有工程利用或材料回收 能量回收以及填埋 堆存等 廢輪胎的流向與市場需求及相關政策法規(guī)導向有關 美國 日本 韓國等發(fā)達國家主要以能量利用為主 中國 墨西哥等發(fā)展中國家則多以材料利用為主 2 2堆存 廢舊輪胎長期堆存易孳生蚊蟲和造成鼠類繁殖 跨區(qū)域轉移則擴大了蚊蟲及疾病傳播的范圍 增加了非本土物種的引入及生態(tài)風險控制的難度 20世紀40年代 美國將二戰(zhàn)期間在亞洲使用的已受到蚊蟲侵害的剩余輪胎運回國 造成了輸入性疾病的傳播 人們首次發(fā)現(xiàn)報廢輪胎和攜帶疾病的蚊蟲之間的關系 廢舊輪胎大量簡單堆存和無序存放 容易因縱火或雷擊等其他偶然因素造成火災 而且一旦燃起便難以控制和撲滅 并會持續(xù)燃燒很長時間 產(chǎn)生大量煙霧和有毒油性污染物 污染土壤 水和空氣 廢輪胎的露天焚燒會產(chǎn)生大量的黑煙 CO2 揮發(fā)性有機污染物和有毒有害大氣污染物 如多環(huán)芳烴 二惡英類 呋喃 氯化氫 苯 多氯聯(lián)苯 砷化合物 鎘 鎳 鋅 鉻和釩等 也會因橡膠的高溫分解而產(chǎn)生大量的油類物質 含有鋅 鎘 鉛 砷 銅 雙環(huán)氧乙烷 多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等污染物 污染土壤 地下水和地表水 燃燒后的灰燼等殘余物通常含有氧化鋅 鎘 鉛等重金屬 處置不當也容易污染土壤和水體 2 3輪胎翻新 翻新可延長輪胎的使用壽命 節(jié)約大量的橡膠資源 減少新輪胎生產(chǎn)過程中的污染物排放和能源消耗 而且翻新輪胎價格低廉 僅為新輪胎的20 50 在北美 每年因使用翻新卡車輪胎節(jié)省約30億美元 生產(chǎn)新輪胎約需能源970MJ 翻新僅需400MJ 生產(chǎn)新卡車輪胎約需83 28L的石油 翻新僅需26 5L研究表明 每條翻新輪胎比新輪胎減少CO2排放26 4kg 每翻新一次 可重新獲得相當于新輪胎60 90 的使用壽命 平均行駛里程可達5 7萬km 經(jīng)多次翻新 至少可使輪胎的總壽命延長1 2倍 因此 發(fā)達國家非常重視輪胎翻新和再使用 2005年美國只有18家輪胎制造商 其中有7家生產(chǎn)卡車和公共汽車輪胎 48間輪胎生產(chǎn)廠 但輪胎翻新廠或銷售商多達1094家 年翻新輪胎3200萬條 翻新率10 7 2007年我國輪胎翻新量1200萬條 翻新率約為6 與世界發(fā)達國家相比有一定的差距 但與以往相比 有較大的進步 然而根據(jù)我國及國際標準 轎車輪胎只能翻新1次 載重汽車輪胎也只能進行有限次數(shù)的翻新 每年仍然有大量的輪胎徹底報廢 翻新過程的環(huán)境影響與翻胎工藝關系密切 翻胎硫化過程中溶劑 膠合劑和橡膠化合物所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物 對環(huán)境和人類健康有一定的危害 熱硫化工藝在涂膠修補后粘貼的胎冠膠未經(jīng)預先硫化 在高溫高壓下用翻胎硫化模具進行硫化成型 長時間高溫易使胎體老化 且揮發(fā)性氣體產(chǎn)生量大 預硫化翻新工藝翻新時胎體不經(jīng)受高溫高壓 減少了造成胎體老化的因素 增加了胎體的可翻新次數(shù) 延長了胎體的使用壽命 減少了硫化過程中有機污染物的排放 更為環(huán)保的聚氨酯彈性體翻胎技術也逐漸成熟并開始得到推廣應用 這種技術可大幅提高翻新輪胎的質量 減少對天然膠的依賴及橡膠配合劑對環(huán)境的污染 目前 我國普遍應用的是熱硫化翻胎法 發(fā)達國家普遍應用的預硫化釀新工藝已引進我國 但應用的比例還不高 2 4原形利用和材料利用 1 原形利用 即通過捆綁 剪裁 沖切等方式 將廢舊輪胎改造為填埋場工程土工布保護層 港口碼頭及船舶的護舷 防波護堤壩 漂浮燈塔 公路交通墻屏 路標以及海水養(yǎng)殖漁礁 游樂游具等的方法 該法充分利用輪胎良好的耐腐蝕 彈性強的特點 但利用量有限 僅占廢輪胎產(chǎn)生量的1 只是一種輔助途徑 2 熱解 廢輪胎的熱裂解是在無氧或氧氣濃度極低不會引起燃燒的情況下的熱降解過程 廢輪胎經(jīng)高溫裂解可提取具有低熱值的燃氣 低能含量且富含芳烴的油類 炭黑及鋼鐵等 該方法技術復雜 成本高 易造成二次污染 且回收物質質量欠佳又不穩(wěn)定 高溫分解產(chǎn)生的炭黑雜質多 無法達到輪胎制造所需炭黑的性能要求 商業(yè)價值極低 裂解產(chǎn)生的廢鋼鐵由于受到碳污染 不利于鋼鐵廠的回收利用 銷路有限 裂解產(chǎn)生的可燃氣存在著泄漏污染環(huán)境以及爆炸的風險 因此 目前我國產(chǎn)業(yè)政策是禁止的 在其他國家的應用也非常有限 但是近幾年 隨著能源特別是石油價格的不斷升高并持續(xù)高位 全國均出現(xiàn)了利用廢輪胎土法煉油現(xiàn)象 并有蔓延之勢 已造成巨大的環(huán)境影響和生態(tài)破壞 廢舊輪胎的藝術 廢舊的輪胎一般是進回收廠 再造或者加工成粉末橡膠 今天這廢舊的輪胎又有了新的生命 變成了一件件壯觀的雕塑 除了框架每一件雕塑全部由廢舊輪胎制作而成 蹬在廢輪胎上的環(huán)保鞋 介紹你一個品牌 叫做U Roads 特點 這個品牌乃是全世界眾多的具有環(huán)保意識的品牌中的一個 這個意大利的鞋品牌公司 用回收的輪胎重新利用做成他們鞋和靴子的大底 也就是做外層的鞋底 當然 也是相當環(huán)保的一家公司 2 4原形利用和材料利用 3 生產(chǎn)再生橡膠 廢舊橡膠經(jīng)過粉碎 加熱 機械加工以及物理化學處理等過程 橡膠中的碳硫鍵和硫硫鍵斷裂 脫硫 其彈性狀態(tài)變成具有塑性和黏性的 能夠再硫化的橡膠即再生膠 再生膠具有良好的塑性 收縮性小 流動性好 耐老化性 以及良好的耐熱 耐油和耐酸堿性等優(yōu)點 也有吸水性 耐磨性及耐疲勞性差的缺點 再生膠生產(chǎn)存在著利潤低 勞動強度大 生產(chǎn)流程長 能源消耗大 環(huán)境污染嚴重等缺點 因此發(fā)達國家早已逐年削減再生膠產(chǎn)量 有計劃地關閉再生膠廠 與新膠相比 再生膠品質低 價格高 無市場優(yōu)勢 目前僅占廢輪胎市場的1 一2 由于歷史原因 我國再生膠生產(chǎn)仍是廢輪胎回收利用的主要途徑 2007年產(chǎn)量超過200萬t 占世界再生膠產(chǎn)量的85 以上 是名符其實的 再生膠王國 目前主要的脫硫技術有化學法 動態(tài)脫硫法 水油法 超聲波 微波和生物4種 再生膠生產(chǎn)存在較嚴重的環(huán)境問題 國外有研究指出 化學法和超聲波法均可導致包括苯 甲苯和庚烷等50多種有機化合物的排放 氣流分選機 廢舊輪胎再生膠粉設備 廢舊輪胎處理設備 除塵收集器 廢舊輪胎破碎設備 廢舊輪胎處理 2 4原形利用和材料利用 4 生產(chǎn)硫化橡膠粉 硫化橡膠粉是由廢輪胎碾磨成的分散度良好的橡膠顆粒 其中金屬 紡織物已去除 性質輕且干燥 具有很好的表面積 與傳統(tǒng)的再生膠相比 膠粉生產(chǎn)污染小 利用率高 可生產(chǎn)高附加值且能夠循環(huán)使用的新型產(chǎn)品 例如生產(chǎn)熱塑性彈性體替代部分新輪胎材料 直接生產(chǎn)橡膠制品 防水材料 生產(chǎn)橡塑枕木代替水泥 木材枕木 生產(chǎn)膠粉改性瀝青 可以替代SBS合成橡膠 并具有降低噪音 降低成本和延長道路使用壽命的優(yōu)點 生產(chǎn)改性混凝土用于公路路面鋪裝 近年來 膠粉制造工業(yè)發(fā)展很快 2007年產(chǎn)量達50萬t 但應用技術相對滯后 應用市場還比較有限 膠粉的生產(chǎn)工藝主要有常溫破碎法和低溫破碎法2種 常溫破碎時最高操作溫度可達120 主要環(huán)境影響是噪聲 粉塵以及SOx NOx的排放 低溫破碎法是將廢輪胎整體或碎塊用液氮冷卻到 80 以下 再經(jīng)機械破碎 即可得到粒度分布較廣 10 0 2mm 的膠粉 低溫破碎的唯一缺點是制備液氮的成本高 目前在我國還處于實驗階段 廢輪胎做成 綠色跑道 2 5能量回收 廢輪胎具有熱值高 水分和灰分含量低等優(yōu)點 利用輪胎生產(chǎn)衍生燃料 TDF 回收能量是發(fā)達國家目前較為普遍且最為主要的利用方式 水泥廠 發(fā)電廠 造紙廠等需要熱能的鍋爐或窯爐均成為轉化輪胎能量的場所 廢輪胎一般先經(jīng)破碎后 再按一定的比例與其他燃料混合 制成輪胎衍生燃料 供高爐噴吹代替煤 油和焦炭 作燒水泥的燃料或代替煤以及火力發(fā)電用 2005年 美國水泥窯TDF利用量約占40 發(fā)電廠鍋爐33 造紙廠鍋爐20 其他7 117個TDF利用設施共協(xié)同處理廢輪胎214萬t 155億條 廢輪胎協(xié)同處理可能產(chǎn)生二惡英 呋喃等持久性有機污染物以及鋅 鎘 鎳 鉛等重金屬污染物 由于水泥窯排放的氣體量極大 超出了監(jiān)測儀器的監(jiān)測極限 因而缺乏水泥窯大氣污染物潛在環(huán)境影響的結論性研究 人們對廢輪胎焚燒造成的大氣污染物排放數(shù)據(jù)存在爭議 加利福尼亞大學的Schwartz教授對加州4個燃燒20 輪胎作為替代燃料的水泥窯進行的研究表明 二惡英 呋喃 多環(huán)芳烴 鉛 鉻等污染物均有不同程度的增加 其中多環(huán)芳烴最多增加了2230 在對美國目前焚燒廢輪胎的43個水泥廠中的31個廠的大氣排放數(shù)據(jù)進行分析的基礎上 由美國波特蘭水泥協(xié)會資助開展的一項獨立研究表明 TDF水泥窯二惡英一呋喃排放水平僅及普通燃料 煤 天然氣 焦炭 水泥窯的1 3 顆粒物排放則低35 NOx CO2 SO2 總烴以及金屬的排放水平也相對較低 均低于10 僅CO排放水平稍高 盡管焚燒處理回收能量的方式消納了大量的廢輪胎 但隨著越來越嚴格的大氣排放要求 以及環(huán)保團體和公眾的強烈反對 歐美國家開始減少或關閉廢輪胎焚燒回收熱能的設施 2 6填埋 填埋作為處置廢輪胎的一種方式 正逐漸被其他利用方式所替代 歐盟廢物管理指令規(guī)定2003年后禁止整胎填埋 2006年后禁止輪胎破碎后填埋 美國許多州也禁止用專門的垃圾填埋場填埋廢輪胎 2005年美國仍有占產(chǎn)生量的15 約59萬t的廢輪胎被填埋處置 3 我國廢舊輪胎回收利用的主要問題 對策和建議3 1主要問題 發(fā)達國家非常重視廢舊輪胎的管理 紛紛建立了以生產(chǎn)者和消費者責任延伸制度為基礎的綜合管理體系 采取一整套政策 法規(guī)和經(jīng)濟措施 以經(jīng)濟杠桿和嚴格的環(huán)保標準為手段 促進廢舊輪胎的合理流向 在確保廢輪胎回收利用方面 采取了嚴格的市場準人制度 專項基金收費和補償制度等 促使最大限度地減少廢舊輪胎的產(chǎn)生 最大限度地重復利用和回收處理 我國廢舊輪胎回收利用行業(yè)在管理 回收利用和污染控制技術等方面與發(fā)達國家有較大差距 主要表現(xiàn)在 缺乏相應的管理政策 法規(guī)和統(tǒng)一的管理 導致回收市場混亂 流向不合理 缺乏嚴格的市場準入制度 大多數(shù)企業(yè)規(guī)模小 回收利用和污染防治技術水平低 污染嚴重 缺乏合理有效的經(jīng)濟政策和激勵機制 技術含量較高的回收利用企業(yè)稅賦過重 回收成本高 處境困難 3 2對策與建議 1 建立完善的廢舊輪胎回收利用政策法規(guī)體系 規(guī)范市場流向 加快制訂 廢舊輪胎回收利用管理條例 廢舊輪胎回收利用污染控制技術規(guī)范 等法規(guī)標準 規(guī)范回收利用市場 完善回收 儲存 運輸 利用等全過程環(huán)境污染控制要求 采取積極有效的經(jīng)濟政策和激勵機制 建立以舊換新或者抵押金制度和征收輪胎銷售稅 環(huán)保稅 廢輪胎處置費等制度 一方面強制廢舊輪胎回收 另一方面對從事回收利用的有關環(huán)節(jié)給予補貼 2 大力推廣回收利用新技術 淘汰落后工藝和裝備 加快預硫化翻胎技術 聚氨酯彈性體翻胎技術以及輪輞 轂 翻新技術的推廣應用 加速淘汰熱硫化翻胎技術及設備 積極推廣新的再生膠脫硫技術 采用環(huán)境污染小 不釋放有毒 有害物的以光 電磁波 微波 遠紅外 電子束 和超聲波等為能源的物理再生方法 以及生物再生和再生活化劑替代等技術方法 加速淘汰靜態(tài)水油法等落后工藝及產(chǎn)能 加快推進膠粉深加工和制品生產(chǎn)技術 從物質和能量的梯級利用角度來看 不鼓勵廢輪胎熱能回收技術的應用 對研究廢舊輪胎新工藝 新技術 消除環(huán)境污染的單位 在資金 政策上給予支持 以促進我國廢舊輪胎回收利用技術的提升 3 2對策與建議 3 實施嚴格的行業(yè)準人制度 促進行業(yè)規(guī)范化 規(guī)?；l(fā)展 落實環(huán)境保護部作為廢舊輪胎回收利用污染控制的行政主管部門的責任 實行廢輪胎的回收利用許可證制度 針對廢舊輪胎回收利用的各個環(huán)節(jié)制定更加嚴格的環(huán)保法規(guī) 標準 提升產(chǎn)業(yè)水平 對規(guī)范的 符合國家環(huán)保要求的回t收利用者在經(jīng)濟政策上給予優(yōu)惠和扶持 對于不能達標的小翻新 小再生膠 小膠粉企業(yè)禁止從事廢舊輪胎的回收利用 堅決清理關閉土法煉油小企業(yè) 對屢關屢建的小企業(yè)實施重罰 直至究其法律責任 4 開展宣傳教育 提高公眾環(huán)境意識 加強